论文部分内容阅读
金属铬被列为对人体危害最大的8种化学物质之一,其中Cr(VI)的毒性是Cr(Ⅲ)的100倍,且目前没有十分理想的处理方法。传统的活性炭吸附法以及化学法处理成本较高,其他方法也都存在各自的局限性。花生壳和粉煤灰作为农业、工业废弃物的一种,来源广泛、价格便宜,若能作为吸附剂有效处理含Cr(VI)废水将带来巨大的经济效益和社会效益。本课题以模拟含Cr(VI)废水为研究对象,对花生壳和粉煤灰吸附处理含Cr(VI)废水进行试验研究。研究了pH值、吸附时间、吸附剂用量、吸附温度等因素对吸附效果的影响,通过正交试验确定了各影响因素对吸附性能的影响程度及最佳运行参数,并对改性花生壳和粉煤灰的吸附机理进行了探讨,确定了其吸附等温式的形式及其参数值。花生壳吸附试验结果表明,未改性花生壳在吸附时间为400min,花生壳用量为1.0g,溶液pH值为1时,对浓度为20mg/L的含Cr(VI)废水的去除率达到93%以上。磷酸改性花生壳吸附Cr(VI)浓度为30mg/L的含Cr(VI)废水的最佳工艺参数为:pH=2,吸附时间为300min,改性花生壳投加量为1g,反应温度为60℃,去除率可达90%左右。五种影响因素对改性花生壳吸附效果的影响程度的顺序为pH>吸附温度>改性花生壳的用量>吸附时间>溶液的初始浓度,pH值是最重要的影响因素。改性花生壳对Cr(VI)的吸附等温线更符合Langmuir等温式的形式,饱和吸附量q0为3.095mg/g。较低浓度的Pb2+不会影响改性花生壳对Cr(VI)的吸附,较高浓度的Pb2+有利于改性花生壳对Cr(VI)的吸附,Na+可近似认为不产生干扰,Cl-是干扰离子,不利于改性花生壳对Cr(VI)的吸附。改性花生壳的穿透时间大于60min。粉煤灰吸附试验结果表明,天然粉煤灰对Cr(VI)的去除率仅为40%左右,不能达到对Cr(VI)的处理要求,须对其进行改性处理。改性粉煤灰制备的最佳参数为:FeSO4与Na2CO3溶液的体积比为1:2,固液比为1:10,水浴温度为50℃,振荡时间为60min。当反应温度为室温,向体积为100mL、Cr(VI)浓度为50mg/L的含Cr(VI)废水中投加1.0g改性粉煤灰,调节废水初始pH=7,吸附时间为30min时,改性粉煤灰对Cr(VI)的去除率为97.7%。各影响因素对改性粉煤灰Cr(VI)吸附去除率的影响程度大小顺序为pH值>粉煤灰投加量>吸附温度>吸附时间,pH值是最重要的影响因素。改性粉煤灰的吸附等温线更符合Langmuir等温式,饱和吸附量q0为9.737mg/g。Cu2+、Pb2+和Zn2+共存离子对改性粉煤灰对Cr(VI)的去除率几乎不产生影响。改性粉煤灰的穿透时间接近90min。花生壳和粉煤灰对Cr(VI)具有一定吸附能力,经过改性处理后,吸附性能得到了一定程度的改善,对Cr(VI)的去除率有不同程度的提高,吸附过程不易受共存离子的干扰。改性后的花生壳和粉煤灰都具备吸附处理含Cr(VI)废水的能力,是经济、高效的吸附剂。